用泡沫法可以生产黏土质、硅质、高铝质、刚玉质等各种隔热制品。其中高铝和刚玉质隔热制品用此法生产的较多,简述如下:
(1)高铝质隔热制品将细粉碎的结合黏土,矾土熟料及筛分好的锯木屑,按比例配好,并与水搅拌成泥浆,再与制备好的泡沫按比例在搅拌机中混合,制成泡沫泥浆。泡沫与泥浆比例视制品的体积密度大小而定。体积密度为0.51~1.26g/cm³的泡沫泥浆,可制成体积密度为0.4~1.0g/cm³的制品。采用木模或金属模,浇注成型。砖模放在有垫纸的干燥板上,砖模工作面要涂润滑油。为了防止制品产生大气泡而影响组织结构,应缓慢注入泡沫泥浆,并在模内将泥浆翻拌或震动排气,用木板刮掉余浆。浇注好的砖坯带模在40℃左右温度下干燥18~20h,待砖模周边拉开3~5mm缝隙时脱模,脱模后继续干燥,如果用隧道干燥器,其入口温度不应超过40℃,出口温度不超过150℃。砖坯残余水分不大于3%,大砖不大于1%可以装窑。干燥过程十分重要,如果干燥不当会出现裂纹,凹心,掉棱角,黏模等废品。一般采用倒焰窑烧成,亦可用隧道窑烧成。一般用硅砖搭架装窑,将砖坯码在架内,码架高度一般不超过1.6m。根据体积密度大小和Al2O3含量高低,确定装窑部位和止火温度。一般体积密度低,Al2O3含量低的砖坯装在上部,而二者低的装在下部,一般烧成温度在1320~1380℃,保温5~8h。Al2O3含量越高的制品,止火温度越高,甚至高达1580~1620℃。
由于浇注成型制品烧后的形状一般不规则,需要研磨或切割整形,使外形符合使用要求。
高铝隔热砖的耐火度高,抗热震性好,常用做炉窑的高温隔热层,优质高铝隔热砖,可用于与火焰直接接触的炉窑内衬,但不宜用于受熔渣直接侵蚀的场合。由于轻质高铝砖在还原气氛下化学稳定性好,因此以氢气,CO等气体作保护气氛的炉窑一般都采用高铝质隔热衬里。轻质高铝砖使用温度为1350~1500℃。
(2)刚玉质隔热制品可以利用各种牌号的工业氧化铝,经过1550~1600℃预烧,使γ-Al2O3完全转变为α-Al2O3,然后经过振动磨机磨细,使氧化铝的粒径小于30μm,要求小于 3μm达到70%~80%。颗粒不能太粗,否则会严重破坏泡沫。以及使泥浆分层。在氧化铝粉料中加入适量黏土,明矾和水等配成泥浆,然后将制成的泡沫加入泥浆中搅拌均匀。混合物中的总含水量约80%,接着将拌有大量泡沫的泥浆在模型中浇灌成型。成型后的坯体连同模具一起在60~70℃的烘房里干燥4d左右脱模,脱模后再进行干燥,干燥后的砖坯残余水分在3%以下可以装窑烧成。装窑方法与轻质高铝砖相同,最后在 1300~1600℃温度下烧成,总烧成时间为 50~60h。出窑后的制品没有准确的外形尺寸,要进行机械或手工加工制成密度为0.8~1.3g/cm3,耐压强度为4MPa,气孔率为70%~80%,热导率为0.17W/(m·K),使用温度为1500~1700℃的刚玉隔热制品。
(3)硅质隔热制品某厂采用泡沫法生产轻质硅砖,将65%石英石和35%废硅砖磨成小于0.088mm细粉,外加14%石灰乳,1.5%铁鳞,0.5%骨胶,3%木质磺酸钙和45%~48%的水,在装有卵石球的球磨机中湿磨10h 以上,泥浆全部通过0.048mm筛网。采用松香加碱皂化发泡剂,并在打泡机中打泡。磨好的泥浆放入打浆筒内,加入泥浆重量为 0.1%~0.15%的明矾,搅拌2min,然后加入打好泡的泡沫剂,加入量为泥浆重量的1%,泡沫泥浆容重为0.65g/cm3。在多孔铝板条或地面上放上无底木模,在铝板条或地面与木模之间放上废报纸,然后将泥浆灌入模内,使表面凸起,并进行带模干燥,干燥温度为30~45℃。干燥24h后脱模,48h后翻砖侧放,96h后砖坯水分小于3%,装入倒焰窑内与普通硅砖一起烧,烧成温度与普通硅砖一样,为1350~1375℃,保温32h。烧后制品要经切磨才能达到使用要求。
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